电力电缆,大全

张楚红2010年5月,电力电缆基本知识,引入：一、基础知识二、电缆工基本技能三|、电缆试验和故障测寻四、电缆敷设五、电缆终端和接头六、电缆线路运行和检修七、电缆工程管理和新技术应用,第一章基础知识第一节电力电缆的应用一、电力电缆的应用和制造,2030年代低压橡胶电缆,51年56年油浸纸绝缘电缆,60中70年代初高压充油电缆,60末70年代初635kV交联聚乙烯绝缘电力电缆,90年代以后,交联聚乙烯绝缘电力电缆,二、电缆的特点电力电缆供电的特点是：电力电缆敷设在地下、室内、沟道、隧道、井内，不需用杆塔架设，整齐美观，占地少，不会对市容、厂容造成影响。电缆供电受自然环境的影响小。电缆供电传输性能稳定，可靠性高，人不易接触，即使发生故障，也不易造成对人身的伤害，供电安全性高。电力电缆的电容大，可提高供电系统的功率因数。,电缆线路的优点和缺点（1）优点：占地少；整齐美观；受气候条件和周围环境的影响小；传输性能稳定，故障少，供电可靠性高；维工作量少。（2）缺点：电缆线路的投资大总投资时同容量架空线路的57倍；线路不易变动；寻测故障点难，检修费用大；电缆不易分支；电缆终端的制作工艺要求复杂。,电缆在电网中的作用：1、电力线路密集的发电厂和变电站；2、城市的繁华市区和主要街道；3、供电可靠性和安全运行要求较高、重要线路和重要用户；4、负荷密度较高的住宅区和架空线不宜通过的街道和地区；5、改善电力系统的功率因数，降低供电成本。,第二节电缆结构和种类一、电缆结构（一）导体：导体是电缆中具有传导电流特定功能的部件1、电缆导体材料及其性能（1）铜和铝,（2）电缆导体有圆形、扇形、腰圆形和中空形,（3）绞合导体经过挤压成为挤压的导体,挤压前,挤压后,2、电缆导体电阻计算（1）直流电阻（2）交流电阻Ra=Rd（1YsYp）,Rd=,20,A,1a（20）k1k2k3k4106,（二）绝缘层具有耐受电网电压的特定功能，主要有三种1、油纸绝缘（PILC）,2、挤包绝缘（XLPE）（1）交联聚乙烯绝缘,2、挤包绝缘（2）交联聚氯乙烯绝缘PVC（3）聚乙烯PE,2、挤包绝缘（3）乙丙橡胶EPR3、压力电缆绝缘,（三）护套1、电缆护套的作用和结构作用：a、保护绝缘层不受水分及其他物质进入；b、承受安装及运输时的正常机械外力；C、使电缆不受机械损伤和各种环境运输影响；d、确保电缆绝缘的电器性能长期稳定。结构：取决于电缆的电压等级、绝缘材料和使用环境,金属护套：具有完全不透水性非金属（橡胶）护套：有一定透水性组合（综合）护套：透水性比塑料护套低,2、电缆护套,按材料分,3、外护套的作用和结构作用：包裹在电缆护套外面，保护电缆免受机械损伤和腐蚀的保护层。结构:金属护套分为内衬层铠装层外被层,（四）、屏蔽层1、屏蔽层的作用和结构作用:电阻率较低且较薄的半导电层，改善电缆绝缘内电力线分布的一项措施；结构：分为导体屏蔽（内屏蔽）和绝缘屏蔽（外屏蔽）。,2、交联聚乙烯电缆（XLPE）屏蔽层结构特点（1）采用挤包半导体屏蔽层；（2）绝缘屏蔽层有可剥离屏蔽和粘结屏蔽两种；（3）绝缘屏蔽外有金属屏蔽层。,二、电力电缆种类（一）按电压等级分类：额定电压的表示U0/U（UM）U0额定工频电压（导体对地电压）UM额定线电压（为使用设备的系统最高电压的最大值）U为导体与导体之间电压低压电缆：适用于固定敷设在交流50Hz，额定电压1kv及以下的输配电线路上作输送电能用。使用特性：电缆导体的最高额定温度为90。短路时（最长持续时间不超过5秒）电缆导体的最高温度不超过250。中压电缆：635kV（一般指及以下）：聚氯乙烯绝缘电缆，聚乙烯绝缘电缆，交联聚乙烯绝缘电缆等。,高压45150kV（一般为及以上）：聚乙烯电缆和交联聚乙烯绝缘电缆等。超高压220501kV特高压电缆：1000kV及以上。电力电缆线路是传输和分配电能的一种特殊电力线路，它可以直接埋在地下及敷设在电缆沟、电缆隧道中，也可以敷设在水中或海底。与架空线路相比，虽然具有投资多、敷设麻烦、维修困难、难于发现和排除故障等缺点，但它具有防潮、防腐、放损伤、运行可靠、不占地面、不妨碍观瞻等优点，所以应用广泛。特别是在有腐蚀性气体和易燃、易爆的场所及不宜架设架空线路的场所（如城市中），只能敷设电缆线路。,（二）按绝缘和结构不同分类：1、纸绝缘电缆：主绝缘用经过处理的纸浸透电缆油制成，具有绝缘性能好、耐热能力强、承受电压高、使用寿命长等优点。应用于35KV及以下的输配电线路。（1）带绝缘电缆：又称为统包型电缆、非径向型电缆。优点:结构紧凑，节约原材料，价格低；缺点：绝缘内部电场分布不均匀，其应用历史最长。它安全可靠，使用寿命长，价格低廉。主要缺点是敷设受落差限制。,非径向型电缆电场分布,（2）分相铅套和分相屏蔽型电缆：主要应用于2035kV，又称为径向型电缆。电场分布,径向型电缆,2、挤包绝缘电缆：以橡胶或塑料为绝缘，经挤出成型，也称橡塑电缆。包括聚氯乙烯电缆（PVC）、聚乙烯电缆（PE）、交联聚乙烯电缆（XLPE）、乙丙橡胶电缆（EPR）等。,橡胶电缆（EPR）,乙丙橡胶的优良电绝缘性、耐候性和耐腐蚀性，在许多电气部件中采用了此类橡胶。例如用乙丙橡胶生产电缆，尤其是海底电缆用EPDM或EPDM/PP代替了PVC/NBR制作电缆的绝缘层，电缆的绝缘性能和使用寿命有了大幅度提高。在变压器绝缘垫、电子绝缘护套方面也大量采用了乙丙橡胶制作。乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性，电性能优于或接近聚乙烯和交联聚乙烯。,塑料电缆结构简单制造加工方便，重量轻，敷设安装方便不受敷设落差限制，交联聚乙烯是利用化学和物理方法，改变聚乙烯分子的结构。具有结构简单、外径小、质量小、耐热性能好、芯线允许工作温度高、载流量大、可制成较高电压等级、机械性能好。适用于1110KV的输配电线路。主绝缘是橡皮，性质柔软、弯曲方便；缺点耐压强度不高、遇油变质、绝缘易老化、易受机械损伤等。用于6KV及以下的输配电线路。多用于厂矿车间的动力干线和移动式装置。,3、压力电缆：在电缆中充以能够流动，具有一定压力的电缆油或气体的电缆。单芯自容式充油电缆压力电缆钢管电缆充气电缆,（三）按电缆特殊用途分类1、输送大容量电能的电缆（1）管道充气电缆：以压缩的SF6气体为绝缘的电缆。（2）高温超导电缆：利用超低温下出现失阻现象的某些金属及合金作为导体。2、防火电缆：具有防火性能，包括阻燃电缆和防火电缆。,3、光纤复合电力电缆：将光纤组合在电力电缆的结构层中，其具有电力传输和光纤通讯两种功能的电缆。,第三节电缆型号和选用一、电缆型号编制方法：字母及数字组合字母表示电缆的产品系列、导体、绝缘、护套、特征及派生代号；数字表示电缆外绝缘。电缆额定电压、芯数、标称截面和标准号。电缆型号的组成形式：,（1）电缆的产品系列代号,（2）电缆的导体代号T铜导体L铝导体（3）绝缘层代号绝缘层代号与产品系列代号相同时，可以省略；自容式充油纸绝缘电缆的绝缘层代号“Z”不可省略。（4）护套代号,（5）特征代号：电缆产品的某一结构特征如F（Fen）表示分相铅包、Z（Zhi）表示直流电缆（6）外护层代号原则：内衬层结构基本相同不予表示；一般外衬层按铠装层和外被层结构顺序，以两个阿拉伯数字表示，每一个数字表示所采用的主要材料；充油电缆外护层按加强层、铠装层和外被层的顺序以三个阿拉伯数字表示，每一个数字表示所采用的主要材料。,（7）派生代号：表示电缆产品具有某种特性如纵向阻水结构以Z(Zong)表示2、常用电缆型号及其使用范围（1）黏性浸渍纸绝缘电缆型号及其使用范围,脚标22代表钢带铠装绝缘聚氯乙烯护套脚标42代表粗钢丝铠装绝缘聚氯乙烯护套,（2）交联聚乙烯电缆型号及其使用范围,脚标23代表钢带铠装缘聚氯烯护套脚标32代表细钢丝铠装缘聚氯乙烯护套脚标33代表细钢丝装缘聚氯烯护套,（3）自容式充油电缆型号及其使用范围,（3）聚氯乙烯电缆型号及其使用范围,二、电缆的选用电力电缆线路在设计、安装、运行选用电缆时，应考虑电缆的使用条件、绝缘水平、电缆类型、导体截面等4个方面因素。1、使用条件（IEC国际电工委员会）（1）电缆额定电压U0/U（UM）应符合以下要求：U0为导体对地电压，U为导体与导体之间电压，Um为使用设备的系统最高电压的最大值。其中，U0按系统接地故障持续时间分为三类：A类是单相接地故障时间每一次一般不大于1分钟的系统，B类是单相接地故障允许最长不超过8小时，每年累计不超过125小时的系统；C类是不属于A类和B类系统，接地故障时间更长的系统，或对电缆绝缘性能要求较高的场所。例如10kV系统，如中性点经消弧线圈接地的应采用8.7/10kV电缆（或8.7/12），如中性点经小电阻接地的可采用6/10kV电缆（或6/12）。,、电压U0和UM，应分别等于或大于电缆所在系统的额定电压和最高工作电压。,（2）电缆输送容量应满足系统需求的长期允许载流量，线路较长时，同时考虑电缆的线路压降。（3）电缆敷设条件电缆应适应各种不同的敷设方式、排列方式、金属护套接地方式以及周围媒质温度等。2、电缆的绝缘水平电缆每一导体与屏蔽或金属护套之间的雷电冲击耐受电压峰值，即基本绝缘水平BIL,应符合下表规定：电缆雷电冲击耐受电压,3、电缆类型（1）交联聚乙烯电缆和油纸绝缘电缆绝缘性能比交联聚乙烯电缆和油纸电缆比较具有的优点易安装，因为它允许最小弯曲半径小、且重量轻；不受线路落差限制；热性能好，允许工作温度高、传输容量大；电缆附件简单，均为干式结构；运行维护简单，无漏油问题；价格较低、成本较低；可靠性高、故障率低；制造工序少、工艺简单，经济效益显著。,（2）电缆的一般选用,620kV电缆配电线路,交联聚乙烯（XLPE）电缆,1kV及以下电缆配电线路,1、交联聚乙烯（XLPE）电缆；2、聚氯乙烯电缆（PVC）电缆,35kV及以下电缆配电线路水下敷设,乙丙橡胶（EPR）电缆,4、导体截面其导体截面选择应同时满足电缆线路输送容量和系统最大短路热稳定要求，电力电缆一般选用铜导体。,城市低压电网一般采用四芯电缆，中性线一般应为导体截面的3060。,中性线,相线,第二章、电缆的预防性试验电力设备预防性试验规程电缆线路经过运行后，由于过负荷、过电压、绝缘老化或外力损伤等原因会使电缆线路产生缺陷，这些隐患直接威胁供电的可靠性。为了检查电缆线路的运行状态，及时发现、消除电缆线路的隐患，确保供电，必须进行电缆试验。对投入运行后的电缆线路所作的定期试验，称为预防性试验。预防性试验可以提前发现电力电缆的某些缺陷，它是保证电缆安全运行的重要措施之一。电缆线路故障,一、预防性试验项目、方法和要求根据中华人民共和国电力行业标准电力设备预防性试验规程规定，交联聚乙烯绝缘电力电缆预防性试验需作如下试验项目。1、电缆主绝缘绝缘电阻：用2500伏或5000伏兆欧表测量，读取1分钟以后的数据，对于三芯电缆，当测量一根芯的绝缘电阻时，应将其余二芯和电缆外皮一起接地。运行中的电缆要充分放电后测量，每次测量完都要采用绝缘工具进行放电，以防止电击。绝缘电阻数值自行规定。试验周期：重要电缆1年，一般电缆3年。,2、电缆外护套绝缘电阻：就是测量钢铠对地的绝缘电阻值，它主要检查支埋电缆的外护套有无破损。采用500伏兆欧表测量。当每千米的绝缘电阻低于0.5兆欧时，采用下面介绍方法判断外护套是否进水。试验周期：重要电缆1年，一般电缆3年。3、电缆内衬层绝缘电阻：就是测量铜屏蔽层对钢铠的绝缘电阻值，它主要检查内衬层有无破损，采用500伏兆欧表测量。当每千米绝缘电阻低于0.5兆欧时，采用下面介绍方法判断内衬层是否进水。试验周期：重要电缆1年，一般电缆3年。电缆内衬层和外护套破坏进水的确定方法：直埋时间较长受地下水长期浸泡的电缆或受外力破坏而又未完全破损的电缆，其外护套绝缘电阻、内衬层绝缘电阻均有可能下降至规定值以下，因此不能仅根据绝缘电阻的降低来判断电缆是否进水，要根据不同金属在电解质中形成原电池原理进行分析判断。,上述两次测得的电阻值相差较大时，表明以形成原电池，就可判断电缆外护套和内衬层破损进水。外护套破损不一定立即修理，但内衬层破损进水后，水分直接与电缆铜屏蔽层接触并可能会腐蚀铜屏蔽层，应尽快安排检修。,电缆的外护套破损或内衬层破损进水后，由于水的作用（水是电解质），将在铠装层的镀锌钢带上产生对地0.76V的电位，铜屏蔽层产生对地+0.334V电位，由此产生出0.334(0.76V)=1.1V的电位差。此时，用万用表电阻档的“正”、“负”表笔交换测量铠装层对地或铠装层对铜屏蔽层的绝缘电阻，在测量回路内形成的原电池与万用表内干电池相串联，当极性组合使电压相加时，待测电阻值小；反之，待测电阻值较大。如果,4、铜屏蔽层电阻和导体电阻比：用双臂电桥测量在相同温度下的铜屏蔽层和导体的电阻。当铜屏蔽层电阻与导体的电阻之比数据与投运前数据增加时，表明铜屏蔽层的电阻增大，铜屏蔽层有可能被腐蚀；当该比值与投运前相比减少时，表明导体连接点的接触电阻有增加的可能。试验周期：投运前，新作终端或中间接头后，内衬层破损进水后。,使用：1.电桥放平稳；2.估计未知电阻阻值，选倍率，选阻值，接被测电阻；3.打开检流计锁，调零，检流灵敏度选较低位；4.接通电源开关，调读数盘，倍率盘，至检流计为零；5.加大检流计灵敏度，再检测；6.记录在案；(必要时要扣除导线电阻)7.切断电桥电源，检流计锁零；8.拆连线，收起电桥；,5、电缆主绝缘直流耐压试验：电缆试验电压按表一规定，加压时间5分钟，不击穿。耐压5分钟的泄漏电流不应大于耐压1分钟的泄漏电流。试验周期：新作终端或中间接头后。表一：交联聚乙烯电力电缆的直流耐压试验电压,二、电缆直流耐压试验与电缆泄漏电流的区别电缆泄漏电流的测量与直流耐压试验在发现绝缘缺陷的原理是有区别的。一般来说直流耐压试验对于暴露介质中的气泡和机械损伤等局部缺陷等比较灵敏，而泄漏电流能够反映介质整体受潮与整体劣化情况。两者在试验中又密不可分，泄漏电流实际上是直流耐压试验中得到的。测量泄漏电流的微安表在试验回路的不同位置和试验的高压引线是否采用屏蔽线等因素，都会影响泄漏电流的数值，所以在测量泄漏电流的过程中，判断不是电流的具体数值，而是泄漏电流的变化趋势。电压升高的每一阶段，都必须注意观察电流随时间变化的趋势，一条良好的电缆，在电压上升的每一阶段，电容电流和吸收电流先叠加在泄漏电流上，指示表上的电流一定剧增，随着时间下降，电压稳定1分钟后的稳定电流只是电压初期上升的10%-20%，在这就是泄漏电流。,如果电缆整体受潮，则电流在电压上升的每一阶段几乎不能随时间下降，严重时反而上升，这种电缆是不能轻易投运的。泄漏电流值随时间的延长有上升现象，是绝缘缺陷发展的迹象。良好的绝缘在试验电压下的稳态泄漏电流值随时间的延长保持不变，有的略有下降。三、直流耐压试验对交联电力电缆的影响交联聚乙烯绝缘材料是交联聚乙烯塑料经交联工艺而生成的，属整体型绝缘材料，其介电常数为2.12.3，且一般不受温度变化的影响。在直流电压下，绝缘层中的电场强度是按照绝缘电阻率的正比例分配的，且绝缘电阻率分布是不均匀的（在交联聚乙烯塑料生产过程中，因工艺原因不可避免的在主料中有杂质存在，他们具有较小的绝缘电阻率，且沿绝缘层径向分布，分布不均匀），所以交联聚乙烯绝缘在交、直流电压下电场分布是不同的，导致了击穿特征的不一致。,直流耐压试验不仅不能有效地发现交联聚乙烯绝缘材料中的水树枝等绝缘缺陷，而且由于空间电荷的作用，使原来存在的绝缘内部弱点进一步发展、扩大，使绝缘性能逐渐衰减形成绝缘内部劣化的积累效应，容易造成电缆在交流电压作用下，某些不应发生问题的地方投运不久就发生放炮。此外，电缆的某些部分，如电缆头、中间头，在交流电压下，存在某些缺陷，在直流耐压试验时却不会击穿。四、实际预试情况现在有些单位电缆预防性试验基本是将运行的电缆按计划一年停运一次，电缆附件安装工艺中的金属层按传统接地方式连接，因此电缆试验的项目主要有两项内容，电缆主绝缘绝缘电阻，电缆主绝缘直流耐压试验，通常将电缆按表一规定加试验电压，如果电缆受潮或外、内层绝缘损坏就可能将电缆击穿，然后查找故障点、修复，在用同样的试验电压加压5分钟，正常后投入运行，如仍击穿或泄漏电流不正常，在进行一次查找故障点、修复，直到电缆完全正常。,这种过程有许多不利因素，首先电缆耐压击穿后停电修复时间很长，对一个企业来说，损失是无法估量的，其次预防性试验往往集中进行，要在很短的时间对所管辖的电缆进行试验，不仅劳动强度大，而且难以对每条电缆都进行仔细分析。第三电缆预防性试验每次都做直流耐压试验，将产生绝缘内部劣化的积累效应，加速电缆绝缘老化，缩短电缆的使用寿命。五、建议预防性试验既然属于防止设备损坏、保证设备安全运行的重要措施，那就应以电力设备预防性试验规程规定和要求进行全面、认真地试验，既不能增加项目也不能减少项目。,电缆附件安装工艺中的金属层要改变传统接地方法，应采用下述方法去做。做交接试验时，要留好第一手资料，以后的预防性试验数据要和交接试验数据进行比较。当电缆主绝缘绝缘电阻数值，电缆外护套绝缘电阻数值，电缆内衬层绝缘电阻数值，铜屏蔽层电阻和导体电阻之比数值，与交接试验数据进行比较且数据变化不大又都在合格范围时，就不应再作直流耐压试验。当判断出电缆外护套和内衬层破损进水或新制作终端头和新制作中间接头，以及处理电缆铜屏蔽层后，才需对电缆做直流耐压试验。这样就可以最大限度的保护电缆，延长电缆的使用寿命。电缆附件中金属层的接地方法：1、终端：终端的铠装层和铜屏蔽层应分别用带绝缘的绞合线单独接地。铜屏蔽层接地线的截面不得小于25m；铠装层接地线的截面不应小于10m。,2、中间接头：中间接头内铜屏蔽层的接地线不得和铠装层连接一起，对接头两侧的铠装层必须用另一跟接地线相连，而且还必须与铜屏蔽层绝缘。如接头的原结构中无内衬层时，应在铜屏蔽层外部增加内衬层，而且与电缆本体的内衬层搭接处的密闭必须良好，即必须保证电缆的完整性和延续形。连接铠装层的地线外部必须有外护套而且具有与电缆外护套相同的绝缘和密闭性能，即必须确保电缆外护套的完整性和延续性。,第三章电缆的敷设,电缆的敷设方法,直接埋地敷设,电缆隧道敷设,电缆沟敷设,电缆排管敷设,电缆桥架敷设,电缆桥架敷设,沿墙和支架（挂架、桥架）敷设,直接埋地敷设是最常用、最经济的方法，按选定的敷设线路挖电缆壕沟直接埋地敷设，该方法施工简单，造价低，但易受破坏，会受腐蚀及虫害,直接埋地敷设,PE碳素单壁波纹管,电缆隧道敷设,当电缆数量较多时，且容易受到外界损伤时，为了避免损坏和减少对地下其他管道的影响，宜采用电缆隧道敷设。,电缆隧道1电缆2支架3维护走廊4照明灯具,电缆隧道敷设,电缆排管敷设,当电缆数量较多时，且容易受到外界损伤时，为了避免损坏和减少对地下其他管道的影响，宜采用电缆排管敷设。,电缆排管1水泥排管2电缆孔（穿电缆用）3电缆沟,电缆排管敷设安全可靠，优点较多，但工程造价较高。,电缆沟敷设,当电缆数量较多（不超过12根）或容易受到外界损伤时，为了避免损坏和减少对地下其他管道的影响，利用电缆沟平行敷设许多电缆。该方法多应用于高层建筑和工厂的电源引入线。,电缆在电缆沟内敷设a)户内电缆沟b)户外电缆沟c)厂区电缆沟1盖板2电力电缆3电缆支架4预埋铁件,电缆沟敷设沟内敷设不应积水及有油污，支架防腐处理，支架间距0.5至1.5m之间。,电缆沟敷设,电缆桥架敷设,电缆桥架的结构1支架2盖板3支臂4线槽5水平分支线槽6垂直分支线槽,对于工厂配电所、车间、大型商厦和科研单位等场所，电缆数量较多或较集中，设备分散或经常变动，一般采用电缆桥架的方式敷设电缆线路。,电缆桥架应用场合,电缆桥架敷设优点,电缆的敷设更标准、更通用，结构简单、安装灵活，可任意走向，具有绝缘和防腐蚀功能，适用于各类型的工作环境，使配电线路的敷设成本大大降低。,电缆桥架,封闭式电缆桥架,托盘式电缆桥架,电缆桥架敷设,电缆桥架,电缆桥架,沿墙和支架（挂架、桥架）敷设,第四章终端头和中间接头的制作一、终端头和中间接头的选择1、终端头和中间接头的选择应符合的原则：（1）优良的电器绝缘性能；（2）合理的结构设计；（3）满足安全环境要求；（4）符合经济合理原则。2、终端头和中间接头的型号（1）字母和数字标注法（2）数字加后缀标注法,二、终端头和接头的基本技术性能1、绝缘性能2、密封性能3、机械强度三、终端头和接头的类型1、终端类型,（2）电缆终端按结构和材质不同分为：具有容纳绝缘浇注剂的防潮密封盒体，以无机材料（瓷套管为外绝缘的终端）,具有容纳绝缘浇注剂的防潮密封盒体，其外绝缘不是无机材料的终端,应用高分子材料经现场制作或工厂预制、现场装配的终端,热缩式,冷缩式,2、中间接头类型（1）按用途分,（2）按结构和材质分(10kV）绕包式热缩式冷缩式预制式模塑式,三终端头和中间接头的制作1、10KV交联聚乙烯电缆终端头的制作材料：,材料：,电缆终端头制作及工艺：(1)剥除塑料外套：根据电缆终端的安装位置至联结设备之间的距离决定剥塑尺寸，一般从末端到剖塑口的距离不小于900m。,电缆终端头制作及工艺：(2)锯铠装层：在离剖塑口20mm处扎绑线，在绑线上侧将钢甲锯掉，在锯口处将统包带及相间填料切除。(3)焊接地线：将1025mm2的多股软铜线分为三股，在每相的屏蔽上绕上几圈，若电缆屏蔽为铜屏蔽，要将接地铜线绑紧在屏蔽上；若为铜屏蔽，则应焊牢。,电缆终端头制作及工艺：(3)焊接地线：将1025mm2的多股软铜线分为三股，在每相的屏蔽上绕上几圈，若电缆屏蔽为铝屏蔽，要将接地铜线绑紧在屏蔽上；若为铜屏蔽，则应焊牢。(4)套手套：用透明聚氯乙烯带包缠钢甲末端及电缆线芯，使手套套入，松紧要适度。套入手套后，在手套下端用透明聚氯乙烯带包紧。并用黑色聚氯乙烯带包缠两层扎紧。,电缆终端头制作及工艺：(5)剥切屏蔽层：在距手指末端20mm处，用直径为1.25mm的镀锡铜丝绑扎几圈，将屏蔽层扎紧，然后将末端的屏蔽层剥除。屏蔽层内的半导体布带应保留一段，将它临时剥开缠在手指上，以备包应力锥。(6)包应力锥：用汽油将线芯绝缘表面擦试干净(主要擦除半导体布带粘附在绝缘表面：上的炭黑粉)。用自粘胶带从距手指20mm处开始包锥。锥长140mm，最大直径在锥的一半处。锥的最大直径为绝缘外径加15mm。然后将半导体布带包至最大直径处，在其外面，从屏蔽切断处用2mm铅丝紧密缠绕至应力锥的最大直径处，用焊锡将铅丝焊牢，下端和绑线及铜屏蔽层焊在一起(铝屏蔽则只将铅丝和镀锡绑线焊牢)。最后在应力锥外包两层橡胶自粘带，并将手套的手指口扎紧封口。,(7)压接线鼻子：在线芯末端长度为线鼻子孔深加5mm处剥去线芯绝缘，然后进行压接。压好后用自粘橡胶带将压坑填平，并用橡胶自粘带包缠线鼻子和线芯，将鼻子下口封严，防止雨水渗入芯线。(8)包保护层：从线鼻子到手套分岔处，包两层黑色聚氯乙烯带。包时应从线鼻子开始，并在线鼻子处收尾。(9)标明相色：在线鼻子上包相色塑料带两层，标明相色，长度为80100mm。也应从末端开始，末端收尾。为防止相色带松散，要在末端用绑线绑紧。(10)绝缘线芯长度：从绝缘线芯末端至应力锥接地处的距离应不小于400mm。(11)防雨罩：对户外电缆终端头还应在压接线鼻子前先套进防雨罩，并用自粘橡胶带固定，自粘带外面应包两层黑色聚氯乙烯带。从防雨罩固定处到应力锥接地处的距离要小于400mm。,电缆中间接头的制作材料,电缆中间接头制作及工艺：,(1)切割塑料外套：将需要连接的电缆两端头重叠，比好位置，切除塑料外套，一般从末端到剖塑口的距离为600mm左右。(2)锯铠装层：从剖塑口处将钢甲锯掉，并从锯口处将统包带及相间填充物切除。(3)剥除电缆护套：在剥除电缆护套时，注意不要将布带(纸带)切断，而要将其卷回到电缆根部作为备用。(4)剥除屏蔽层：将电缆屏蔽层外的塑料带和纸带剥去，在准备切断屏蔽的地方用金属线扎紧，而后将屏蔽层剥除并切断，并且要将切口尖角向外返折。(5)剥离半导体布带：将线芯绝缘层上的半导体布带剥离并卷回根部备用。,(6)压接导体：将电缆绝缘线芯的绝缘按连接套管的长度剥除，而后插入连接管压接，并用锉刀将连接管突起部分锉平、擦试干净。(7)清洁绝缘表面：将靠近连接管端头的绝缘削成圆锥形，用汽油润湿的布揩净绝缘表面。(8)绕包绝缘等绝缘表面去污溶剂(汽油)完全挥发后，用半导体布带将线芯连接处的裸露导体包缠一层；,用自粘橡胶带以半迭包的方法顺长包绕绝缘；用半导体布带绕包整个绝缘表面；用厚0.1mm的铝带卷绕在半导体布带上，并与电缆两端的屏蔽有20mm左右的重叠，再用多股镀锡铜线扎紧两端，然后用软铜线在屏蔽线上交叉绕扎，交叉处及两端与多股镀锡铜线焊接；用塑料胶粘带以半迭包法绕包一层，其外再用白纱带绕包一层。(9)芯合拢：将已包好的线芯并拢，以布带填充并使之恢复原状，并用宽布带绕包扎紧。(10)绕包防水层：用自粘橡胶带绕包密封防水层成两端锥形的长棒形状后，再用塑料胶粘带在其外绕包三层。,电缆中间接头制作,第五章电缆线路的验收第一节电缆线路验收一、电缆线路工程验收制度和方法1、电缆线路工程验收制度,2、电缆线路工程验收方法,二、电缆线路敷设工程验收1、电缆线路工程验收的内容和重点（19）；2、电缆线路工程验收的标准和技术规范。三、电缆接头和终端工程验收1、电缆接头和终端验收；2、电缆终端接地箱验收。四、电缆线路附属设备验收1、接地系统验收；2、信号保护系统验收；五、电缆线路调试六、电缆线路竣工资料验收,第二节预防电缆故障的主要措施一、电缆故障分类分类,电缆实验故障,电缆运行故障,二、电缆线路故障的预防措施1、故障原因综述（1）人员直接过失；电缆选择不当；接头及终端设计缺陷；安装方法不当及安装单位施工不良；运行不当；检修维护不良。,（2）设备不完善制造缺陷；材料不合格。（3）自然灾害雷击；水淹；台风袭击；鸟害、虫害；地震。（4）正常老化（5）外力损害（6）其他：腐蚀；用户过失,2、预防电缆故障措施（1）严格设计规范和顺序，加强设计审核；（2）加强验收故障；（3）老化电缆线路改造；（4）减少外力破坏事故；（5）防止设备带缺陷运行的责任事故；（6）防止电缆过负荷；（7）防止电缆终端头套管雾闪和污闪。,第三节电缆线路运行维护一、基本任务和主要技术指标1、年电缆线路事故率=,100年发生运行故障数,电缆线路总长度,2、年电缆线路可用率=,当年实际小时数-电缆停役累计小时数,当年实际小时数,3、电缆网络“N-1”准则,二、电缆线路运行维护的主要内容1、电缆线路巡视监护防止外力损坏；2、电缆线路的符合监控及温度测量；3、电缆线路防腐蚀及虫害侵蚀；,（1）化学腐蚀,（2）电解腐蚀,防腐蚀,（3）虫害防治,4、电缆线路的绝缘监督,电力电缆故障的基本知识电力电缆故障分类由于电力电缆的种类较多，结构组成不尽一致，加上人们的工作属性和人们的目的要求不同等原因，使得电缆故障的分类方法较多，这里归纳以下几种情况：按电缆的组成材料分类（物理特性）分析电力电缆的结构组成，我们可以得出电缆主要由两大部分组成：金属导体：如导体芯线、金属屏蔽层、金属外护套等；绝缘体：如主绝缘层（油浸纸、聚氯乙烯（XLPE）、聚乙烯（PVC）、橡胶（PE）；非金属外护层（PE、PVC），因此电缆故障也分为两大类,1、导体故障（开路故障）：顾名思义，导体故障是电缆中的金属导体所出现的故障，这里主要指芯线导体（如铜线、铝线）和金属屏蔽层（如铅包、铜带）故障。以导体芯线为例，如图1所示：,在图1中，电缆芯线的正常电阻值应为：RAA=L/S（）=RO,式中L为电缆长度，S为芯线截面面积，为导体电阻率，因此当电缆成型后，其电阻值RO是一个定值（一般为毫欧级）。所以，只有当RAARO才认为导体有问题，在实际中有两种情况，即两种类型故障：（1）、断线故障：即RAA=，也就是说电缆的芯线或金属屏蔽层在某一处或多处断开，如实际中，电缆被人为挖断、电缆被烧断、在电缆接头处，电缆芯线或电缆的两边屏蔽层根本没有连接上、XLPE电缆在生产过程中屏蔽层不连续等。（2）似断非断故障：即RAARO，如电缆的芯线或金属屏蔽层某处似连非连、接头部分芯线或屏蔽线处理不好等。这种故障一般人们不易发现，但实际中是确实存在的。对于以上两种情况的导体故障我们统称为开路故障。因此，开路故障的确切定义为：电缆的导体损伤导致导体断开或似断非断的情况。导体包括电缆的芯线和金属屏蔽层。断线故障是开路故障的一个特例。,2、绝缘故障电缆中的绝缘层，不管是主绝缘层还是外护套绝缘层(主要对110kV及以上等级电缆)，它和导体芯线一样，是电缆必不可少的重要组成部分，但相比之下要比导体材料脆弱的多。因此，在实际中，电缆的绝大多数故障都是由绝缘层不好引起的。电力电缆绝缘层损伤一般会出现两种故障：泄漏性故障和闪络性故障。等效电路如图2所示：,（1）泄漏性故障在物理上，绝缘材料也叫电介质，分析电介质主要考虑它的三个特性：电介质的电导（漏导）特性、电介质的击穿特性和电介质的损耗特性。这里主要考虑前两个特性。电介质的电导：理论上，绝缘材料即电介质是不导电的,其等效电阻为，即当给电介质两端施加直流电压，不管是电压多高，电介质中没有电流流过，根据欧姆定律知：Ig=U/RJ=0。但实际上，电介质是存在电阻的，流过电介质的电流（泄漏电流用Ig表示）一般与外加电压成正比关系。具体到电力电缆，其几何尺寸和电介质的电阻系数是一定的，所以，在额定电压下的泄漏电流Ig应该不大于某一确定的值Igm。但如果电介质的电导特性变坏即RJ变小，泄漏电流Ig变大，说明电介质存在故障。对电缆来说，这种电缆的绝缘层电导特性变坏的故障我们称之为泄漏性故障。,（2）闪络性故障电介质的击穿：所有的电介质都不例外，当给电介质上施加电压后，电介质中会流过微小的泄漏电流Ig，其值随所施电压的增大基本线性增大，而当所施电压超过某一数值Us时，泄漏电流Ig突然增大，电介质完全失去固有的绝缘特性而变成导体，这种现象称之为电介质的击穿，把电压值Us称之为电介质的击穿电压.有些绝缘介质击穿后，当降低外加电压后，绝缘性能自行恢复，有些则电导特性变坏，泄漏电流明显增大。具体到电力电缆，若电缆的额定电压为Um，当给电缆加电压时，在电压加到某一数值Us时，在UsUm条件下，电缆绝缘击穿，说明电缆存在故障，当降压后绝缘自行恢复,这种故障称之为电缆的闪络性故障。而降压后绝缘性能不可恢复的情况则为上述的泄漏性故障。,时，称之为短路故障（俗称死接地）。实际中可通过表、M表或给电缆加直流电压等方法来判知。闪络性故障可等效为一个小间隙，当给电缆加直流电压，若UUs时，其电阻值为RJ，若UmUUs时，绝缘电阻为零。在实际中一般通过M表判断不出闪络性故障的存在，只有通过给电缆加直流电压才能发现。二、按电缆的结构特性分类分析电力电缆的结构组成，我们同时也知道电力电缆有最多三种结构形成：单芯电缆、三芯电缆、四芯电缆（主要是低压电缆），因此有以下故障类型：（1）单相接地故障电缆的其中一相对地绝缘层电导特性变坏，形成泄漏性故障，即此相对地绝缘层形成了固定的电阻通道，其电阻值或大或小或为零，这种故障其电缆导体是良好的。,（2）相间故障电缆中的两相间或三（四）相间绝缘层电导特性变坏或击穿特性变低，形成泄漏性或闪络性故障。这种故障情况其电缆导体芯线和相对地绝缘是良好的。（3）相间并对地故障电缆的两相之间并对地或三相之间并对地形成泄漏性或闪络性故障。（4）开路故障电缆的一芯或多芯导体或者金属屏蔽层完全断线或似断非断的情况，我们称之为开路故障。（5）混合性故障电缆中同时存在两种以上故障的情况而称之为混合性故障。,三、按电缆故障发生的原因分类分析电缆故障发生的原因，情况很多，而直接的原因总归起来有三种情况，也即有三种故障类型：1、运行故障电力电缆在运行过程中发生故障，此类故障通常以单相或多相并对地泄漏性故障较多。2、预试故障电力电缆在做预防性试验时发生故障。由于规程上规定在现场电缆只做直流耐压试验。因此以往此类故障以闪络性故障居多，也有泄漏性故障。如果以后现场电缆要做交流耐压试验，那么电缆故障的情况将会有所变化。3、外力破坏形成故障电力电缆由于人为破坏或自然因素破坏而形成的各种类型故障。,四、按电缆故障发生的部位分类分析电缆的结构组成和整体线路情况，我们可把电缆故障按照下列形式分类：1、主绝缘故障电缆的导体芯线与地或金属屏蔽层之间绝缘受损形成各种性质故障。一般来讲，35KV及以下等级电缆，其绝大多数故障属于此类故障。2、护套故障一般指电缆的金属护套（层）或绝缘护套受损形成的故障，实际中能够发现的是金属护套对大地之间绝缘护套的故障。此类故障以泄漏性故障居多。护套故障只有在66KV及以上高电压等级电缆才涉及到。,3、本体故障完整的输电电缆由电缆本体和电缆接头两大部分组成。因此电缆的故障肯定发生在电缆本体和电缆接头。电缆的本体可出现不同性质的故障。通常因产品质量和外因损坏为主要原因。4、接头故障应用电缆供电，不论电缆长短，肯定存在终始端两个接头。对于长距离供电电缆或者当电缆出现故障修复后，电缆也肯定有连接头，即中间接头。通常电缆故障的相当一部分为接头故障，其表现性质各不相同。但通常以多相并对地泄漏性高阻故障居多数。,五、按故障外表特性或人的直觉性分类：从电缆故障发生的外特性来分析，通常有两种类型故障：1、外露性故障很显然，通过人的眼睛观察，可以直接发现故障点，如:电缆的外护层或绝缘层等有明显的损坏现象。这种故障多数为单相或多相对地泄漏性故障。2、封闭性故障与外露性故障相比较，电缆的外表完整无缺，电缆的外护层及屏蔽无明显的损坏痕迹，这也可以称之为电缆的内伤。在过去，封闭性故障往往和闪络性故障相联系，更确切的讲是一种故障两种称谓。因为过去油浸纸介质电缆比较多。闪络性故障多以在做预试时发现，而电缆做预试的过程很短，电压不足以把电缆外护层及铅包损坏，因此而为封闭性。由于近几年XLEP电缆的增多，它的物理特性与油浸纸电缆有所不同，往往泄漏性甚至短路，其故障点仍然封闭。因此，我们不能把闪络性故障和封闭性故障混为一谈。,六、按电缆的耐压等级分类电力电缆按其耐压等级分类，一般有以下几种常规类型：1kV、3kV、6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV电缆，但分析各种等级电缆结构组成，就其共性而言，一般分为三大类：1、低压电缆故障在这里我们把6kV以下的各种电力电缆故障叫做低压电缆故障。实际中，低压电缆故障以相对地（或金属护套）、相间或相间并对地泄漏性故障为多数，开路故障也较常见。从外特性看，低压电缆故障多表现为外露型故障。2、中压电缆故障以6kV、10kV及35kV等级电缆为代表的中压电缆，在实际中使用的最多。因此中压电缆故障是人们最关切的。此类电缆通常只考虑导体芯线，金属屏蔽层，主绝缘层三种材料中发生的故障，经常出现以下几种类型故障：开路故障、相对地、相间或相间并对地泄漏性故障、闪络性故障。,3、高压电缆故障我们把35kV级以上的各种电缆称为高压电缆。近几年高压电缆在我国各地得到了较多的使用，分析其结构组成和总结各地使用情况，此类电缆故障通常有两大类故障：（1）导体芯线与主绝缘层所发生的故障：其故障类型及性质和中压电缆故障情况相同。（2）金属护套与非金属护套所发生的故障：其故障性质多以金属护套对大地泄漏性故障较多。七、按电缆损坏程度分类电力电缆出现故障后，其损坏的严重程度差别比较大，我们这里从查找故障的角度出发进行分类：1、单点故障电力电缆出现故障是在电缆中的某一个点上，不管是单相对地，相间并对地,还是混合型故障。实际中电缆故障多数为单点故障。,2、多点故障相对于单点故障，多点故障指的是同条电缆中有多个距测量端（终始端头）不同距离的故障点。在实际中也常见到。3、大面积或长距离故障相对于电缆的点故障，大面积故障通常指的是电缆中的某一段绝缘层损坏，如常见的电缆中大面积受潮故障。4、质量问题这一点本来不属于电缆故障分类范畴，但实际上在我国常常发现有些用户电缆在使用很短一段时间后，出现整个电缆的主绝缘层电介强度下降，泄漏电流很大，表现为泄漏性故障的情况。用户在现场有时很难判别是故障点还是质量问题。,八、按故障的测量方法分类电力电缆故障的测量方法比较多，这里我们以最常用的两种电缆故障测量方法为依据对故障进行分类。1、按电桥测量法分类电桥法测电缆故障大家都比较熟悉，通常有三种电桥测量方法：低压电桥法、高压电桥法、电容电桥法，因此而把电缆故障分为三种类型故障：（1）低阻故障：对应于低压电桥法，凡能用低压电桥法测量的一类相间或相对地故障，通常当相间或相对地电阻值小于10k时才能用此方法测量。因此而把电缆相间或相对地故障电阻小于10k的故障称之为低阻故障。但阻值大于数百k，高压电桥法测量是无能为力的。（2）高阻故障：相对于低阻故障，当电缆相间或相对地故障电缆值大于10k称之为高阻故障，也对应于高压电桥法。,（3）、开路故障：对应于电容电桥法，一般指电缆的导体芯线出现断线的情况。因此而看出，由于电桥法本身的测量原理决定了电桥法测电缆故障的局限性，所以，以电桥法对电缆故障分类带有很大的局限性。2、按行波反射理论分类目前，电力电缆故障使用最多的粗测方法就是行波反射法，也叫脉冲反射法。由于脉冲反射法有两种基本方法：低压脉冲法和高压脉冲法（通常所说的“闪络法”），这样便将电缆故障分为以下几种类型故障。（1）开路故障：包括导体芯线和金属屏蔽层以及金属外护套等断线和似断非断故障。一般可采用低压脉法冲进行测试。（2）低阻故障：若电缆的相间或相对地出现泄漏性故障，当其电阻值Rg小于某一数值RD而能用低压脉冲法测量的一类故障。,与电桥法的低阻故障不同，由于有以下几个因素存在使得RD没有一个确切的数值。原因一：由于低压脉冲法中的低压二字很不确切，测量脉冲的幅值多少为低没有严格的规定。一般来讲，脉冲幅度越高，RD越大，反之亦然。也与仪器提供的脉冲宽度有关，脉宽越宽RD就越大，反之就越小。原因二：RD的大小与提供的测量仪器灵敏度有关，一般来讲，仪器的灵敏度越高RD就越大，反之RD就小。原因三，与被测电缆结构或衰减程度有关，由于仪器提供的是高频脉冲信号，在实际中，电信号通过输电线路都会产生损耗，即有衰减现象，信号频率越高衰减越大，传输越远衰减越大。由于电缆的粗细不同，所用绝缘材料不同及电缆的结构不同等，其衰减程度也不一样。,如10kV油浸纸和10kVXLPE电缆由于有非常好的金属屏蔽层，信号衰减就很小，而同样粗的1kV低压电缆，由于没有好的金属屏蔽层，信号衰减非常大。因此，同样的故障电阻值，在10kV电缆中就能测试出来故障反射，而1kV电缆就测不出。原因四，与故障点和测量仪器的相对距离有关，由于电信号的衰减程度与输电线缆的长度有关，所以，同一条电缆中的同一个故障点，仪器在距故障点较近的一端测量就可以测得出来，在距故障点较远的另一端就测不出来。原因五，与测量仪器与被测电缆的匹配情况有关。,一些地方和相关资料上把泄漏电阻Rg小于被测电缆的特性阻抗Zc称之为低阻故障，这是个错误的概念，至少是片面的。电缆的特性阻抗指的是电缆传输微波信号或高频脉冲信号时所表现的一种参数，只与电缆的几何尺寸和绝缘介质有关，是个常量，一般在十几列几十欧姆。由理论与实践证明，只有当电缆的泄漏故障在电缆的终端头上而阻值小于电缆的特性阻抗的情况才叫低阻故障，实际中出现的概率很少。（3）高阻故障：相对于低阻故障，凡不能用所提供仪器的低压脉冲法测量的电缆绝缘损伤故障都叫做电缆的高阻故障。此类故障通常采用“高压脉冲反射法”即“闪络法”进行故障点测量，包括泄漏性高阻和闪络性高阻两种故障。,九、电缆故障成因电力电缆出现故障，其形成原因比较多，这里归纳如下几种情况：1、电缆生产质量问题在我国，常用的中低压电缆其生产技术是非常成熟的，因此电缆的产品质量问题不存在设计及工艺问题，主要是生产管理和市场管理问题。如一10kV运行的XLPE电缆，出现故障才发现电缆中的铜屏蔽层不连续，甚至严重到了有一段电缆没有铜屏蔽层。由于市场竞争激烈，出现一些生产的XLPE成品电缆竟没有半导电层，导体芯线易扭断等难已想象的质量问题。2、电缆施工质量问题电缆在安装施工过程中，没有严格按